西门子PLC控制系统.ppt
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1、P.1/50,科目:西门子PLC系统,P.2/50,西门子PLC系统,目录一.西门子PLC系统原理说明 1.1 系统简介 1.2 模块说明 1.3 关于STEP 7软件二.西门子PLC系统操作说明2.1 项目创建2.2 硬件组态2.3 系统上电及在线调试三.西门子PLC系统接线图3.1 系统主电路图 3.2 模块接线图 四.西门子PLC系统故障排除4.1 通讯故障4.2 PS307故障4.3 CPU(315-2DP)故障4.4 模拟量输入模块故障4.5 模拟量输出模块故障4.6 数字量输入模块故障4.7 数字量输出模块故障,五.西门子PLC硬件组态实例5.1 基本步骤5.2 主机架配置方法5.
2、3 多功能面板的添加5.4 实物教室配置实例六.西门子PLC编程实例6.1 实物教室程序说明6.2 主循环程序6.3 TANK液位控制功能块6.4 马达控制功能块 6.5 变量监控表6.6 系统上电及在线调试七.西门子多功能面板介绍7.1 MP270外观7.2 多功能面板组态软件Protool介绍7.3 组态画面实例7.5 项目下载步骤7.6 在计算机操作系统设置接口,P.3/50,一 西门子PLC系统原理说明,1.1系统简介 本西门子PLC教育训练系统旨在简单地说明如何去组态一个S7-300 STATION,通过其相应数字量/模拟量输入输出模块将实际生产应用中之按钮、数字量传感器(如光电开关
3、,接近开关等)、模拟量传感器(如流量计,位置传送器,温度传送器等)之信号接入系统,通过人员编写之程序运行结果去驱动继电器、电磁阀等执行机构来达到生产控制之要求。1.2模块说明 在本系统中,电源模块使用PS307,其输入电压为220VAC,输出电压为24VDC,5A,其主要功能为向CPU315-2 DP提供24V直流电源。在CPU315-2 DP模块上,集成有两个通讯口:一个为MPI口,一个为DP口。MPI口用于CPU315-2 DP与编程电脑之间之通讯,在PLC与电脑间建立通讯后,人员就可通过Simatic Manager软件对系统进行硬件组态、诊断,软件编程、下载、调试。DP通讯口用于组态相
4、关PROFIBUS网络,建立现场之REMOTE I/O系统。其他数字量、模拟量输入输出模块一般均由24VDC供电,且一般不由PS307电源模块供电,而由另配之24VDC电源供电。1.3关于STEP 7 Simatic Manager标准软件,其主要包括以下组件:Simatic管理器,用于集中管理所有工具以及自动化数据 程序编辑器,用于以LAD,FBD和STL语言生成用户程序 符号编程器,用于管理全局变量 硬件组态,用于组态和参数化硬件 硬件诊断,用于诊断自动化系统的状态 Net Pro,用于组态MPI和PROFIBUS等网络连接,P.4/50,一 西门子PLC系统操作说明,2.1项目创建 创建
5、一个项目有两种方法:使用向导创建和直接创建。两者的区别在于,直接创建将产生一个空项目,用户需要手动添加项目框架中的各项内容,新建项目向导则向用户提供一系列选项,根据用户的选择,自动生成整个项目的框架。使用向导创建项目 打开“SIMATIC Manager”,在“FILE”菜单下单击“New Project Wizard”,弹出新建项目向导对话框。用向导创建项目共分为四步。第一步:向导的使用说明单击“Preview”按钮可以显示隐藏对话框下放的预览窗口。在预览窗口中可以立即看到不同选项对将生成的项目的影响。单击“Next”按钮进入下一步操作。第二步:选择CPU 在图中选择CPU型号和MPI地址。
6、MPI地址的默认值是2,单击“Next”按钮进入下一步操作。第三步:添加OB块在这一步中,用户可以选择需要的OB块和使用的编程语言。单击“Next”按钮进入下一步操作。第四步:输入项目名称 在“Project name”一栏中输入项目名称(“西门子教育训练系统”),单击“Finish”,一个新的项目就创建完了。,P.5/50,一 西门子PLC系统操作说明,直接创建项目 在“File”菜单下单击“New”,可以直接创建一个新项目。在弹出的对话框中输入项目名称(“西门子教育训练系统”),单击“OK”完成。直接创建的项目中只包含一个MPI子网对象,用户需要通过“Insert”菜单向项目中手动添加其他
7、对象。此时,用户有两种选择:可以插入一个站,先进行硬件组态,完成硬件组态后,再在相应CPU的S7 Program目录下编辑用户程序或者可以先插入一个独立的S7 Program对象,编写用户程序,再进行硬件组态,等组态完成后将程序复制到相应CPU中。2.2 硬件组态2.2.1 配制S7-300 STATION主机架 打开SIMATIC Manager,打开“西门子教育训练系统”工程,双击Hardware图标,出现如上图所示硬件组态窗口,在此窗口中按照实际安装之硬件依次从右侧展开之硬件目录中选择插入Rack,PS,CPU,I/O MODULE等卡片,并作相关硬件参数设置。如下图所示,P.6/50,
8、二 西门子PLC系统操作说明,P.7/50,二 西门子PLC系统操作说明,2.2.2 主机架配制原则在配制此主机架时,必须遵循以下原则:1#槽只能放置电源模块 2#槽只能放置CPU模块,不能为空 3#槽只能放置接口模块,如果一个S7-300 PLC站只有主机架,而没有扩展机架,则主机架不需要接口模块,但是3#槽必须留空(实际的硬件排列仍然是连续的)411#槽可放置最多8个信号模块、功能模块或通讯模块,这些模块必须连续排列 数字仿真模块SIM 374 IN/OUT 16是用于实验模拟的I/O模块,在硬件目录里并不存在。因此在组态该模块时,应该添加它要仿真的模块,而不是该模块本身。2.3 系统上电
9、及在线调试1.确认接线是否正确。2.合上主电源开关MCCB1(220VAC)。3.合上CP1(220VAC),为PLC Power Supply提供电源(合上前先确认Power Supply电压 开关处于230VAC or 120VAC,必须与CP1输出电压匹配)。4.合上Power Supply之24VDC开关,为CPU提供电源。5.合上CP2,CP3为PLC I/O MODULE提供24VDC电源。6.将MPI电缆一端接于CPU卡上之MPI接口,将另一端接于适配器上,将适配器之接头接于 SIMATIC Net CP5512通讯卡上,再将CP5512插入相应电脑插槽。7.将CPU开关從STO
10、P模式切换至RUN模式。8.启动电脑,打开SIMATIC Manager 软件,打开“Siemens training center”工程,打开 Options/Set PG/PC Interface对话框,选择通讯方式为PC Adapter(MPI),点击Properties 对话框,将Transmission Rate 设置为187.5Kbps,这样SIMATIC Manager就可通过MPI与PLC通讯了。9.下面就可通过SIMATIC Manager对PLC中软硬件进行组态,编程,下载,调试了。10.打开OB1,在本列中接了一输出信号为4-20MA的位置编码器于模拟量输入模板上,通过监
11、控程序可读取编码器之输出值(PIW256)。11.人员可自行修改相关程序进行调试。,P.8/50,三.西门子PLC系统接线图,3.1系统主电路图,P.9/50,三.西门子PLC系统接线图,3.2 模块接线图 3.2.1 模拟量模块接线图,P.10/50,三.西门子PLC系统接线图,3.2.2 数字量模块接线图,P.11/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.1通讯故障 PLC与电脑无法通过MPI接口正常通讯,可检查SIMATIC Manager中“Options/Set PG/PC Interface”是否设置为MPI通讯,且双方之通讯速率设置是否相同4.2 PS307(5A)故障原因判断方
12、法1)输出电流过载:I2.6A(动态);2AI2.6A(静态)。判断方法:24VDC指示灯闪烁。故障原因:负载回路故障或所带负载过多。2)输出短路。判断方法:24VDC指示灯暗。输出电压0V 故障原因:负载回路(CPU或所接模块)故障或线路破损。3)一次侧发生过压:电源模块彻底损坏 判断方法:24VDC指示灯不亮 故障原因:一次侧电压(220V)过高造成内部元件损坏。4)一次侧低电压。判断方法:24VDC指示灯暗,测得一次侧电源不足220V。故障原因:供电系统电压过低。,P.12/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.2.2 接线图,P.13/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.3 CP
13、U(315-2DP)4.3.1 故障原因判断方法1)电源故障 判断方法:SF,BF,5VDC,FRCE,RUN,STOP指示灯都灭。故障原因:电压模块(PS307)故障,连接线松脱,电源未开。2)PROFIBUS-DP故障 判断方法:BF指示灯亮或闪烁 故障原因BF指示灯亮:1.总线故障(硬件故障)2.DP接口故障 3.多DP主站模式时数据的传输速率不同 4.如果DP从站/主站接口激活:总线短路 5.对于无源DP从站接口:波特率搜索,即总线中当前没有激 活的节点(即主站)BF指示灯闪烁:1.所连接的站故障(CPU为DP主站)2.至少有一个被组态的从站不能访问 3.不正确的组态(CPU为DP从站
14、)1.响应监视时间到 2.PROFIBUS-DP通讯中断 3.PROFIBUS地址错误 4.不正确的组态,P.14/50,四.西门子PLC系统故障排除,3)CPU内部系统故障 判断方法:SF,BF,5VDC,FRCE,RUN,STOP指示灯都闪烁。故障原因:用STEP7读取诊断信息,P.15/50,四.西门子PLC系统故障排除,4)软硬件故障 判断方法:SF,5VDC指示灯亮 故障原因:硬件故障:1.在运行过程中插拔模板 2.系统处于RUN状态下插拔了一个PROFIBUS-DP上的分布式模板 3.系统处于RUN状态下插拔了一个PROFIBUS-IO上的分布式模板 4.具有诊断功能的模板报告了一
15、个诊断中断5.尝试访问一个不存在的或有故障的模板,连接器松动 软件故障:1.TOD中断被使能和触发但是没有装入响应的块。(软件/组态故障)2.已使能TOD中断的开始时间被跳过 3.由SFC32触发延时中断,但是没有装入响应的块(软件/组态故障)4.过程中断被使能和触发但是内有装入响应的块(软件/组态故障)5.生成状态报警,但是没有装载响应的OB55 6.生成与供应商相关的报警,但没有装载响应的OB577.生成更新报警,但没有装载响应的OB56 8.当刷新过程映象表时访问不存在或出故障的模板 9.循环超时。同时调用的中断OB太多 10.编程故障:块未装入;块编号错误;定时器/计数器编号错误;读写
16、访问区 错误 11.I/O访问故障 12.全局数据通讯故障例如对于全局数据通讯来说,DB的长度不够,P.16/50,四.西门子PLC系统故障排除,5)MMC卡故障CPU请求存储器复位 判断方法:STOP LED以0.5Hz的 频率闪烁 故障原因:1.微存储卡已更换 2.CPU中的RAM出错 3.主存储器太小,不 能装入所有的用户 程序块 4.企图装入故障块4.3.2 接线图,P.17/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.4 模拟量输入模块4.4.1 故障原因判断方法1)模块故障(触发诊断报文)判断方法:SF指示灯点亮 故障原因:1.外部负载电压丢失-模板的负载电压L+丢失 2.组态/参数赋
17、值出错 传送给范本的参数非法 3.共模出错 测量电路的(MANA)的输入和参考电压之间的电位差UCM太高 4.断线 传感器连接的电阻太大-范本和传感器之间开路-没有连接通道(开路)5.下溢 输入值下溢低于范围,造成故障:所选测量范围错误-使用测量范围4-20mA和1-5V,根据需要,可以使传感器连接的极性反向 6.上溢-输入值上溢,超出范围,P.18/50,四.西门子PLC系统故障排除,4.5 模拟量输出模块4.5.1 故障原因判断方法1)模块故障(触发诊断报文)判断方法:SF指示灯点亮 故障原因:1.外部负载电压丢失 模板的负载电压 L+丢失 2.组态/参数赋值出错 传送给模块的参 数非法
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